07 Paralelní rezonanční obvod

Paralelní rezonanční obvod

Úkol –

Pro paralelní rezonanční obvod změřte a zobrazte kmitočtovou závislost modulu napětí ULC(f) při různých hodnotách činitele jakosti obvodu a určete rezonanční kmitočet fr, činitele jakosti Q a šířku pásma B.

Naměřené hodnoty ověřte teoretickými výpočty.

Teoretický úvod –

K základním typům elektrických rezonančních obvodů patří kromě sériového i paralelní rezonanční obvod. Sériový a paralelní rezonanční obvod mají řadu formálně analogických vlastností.

Paralelní rezonanční obvod RLC je na obrázku 7-1. Admitance paralelního obvodu

Y=G+j(ωC-1/(ωL)) [S] (7.1)

Má minimum

Y=G=1/R [S] (7.2)

při rezonančním kmitočtu

fr=1/(2π√(LC)) [Hz] (7.3)

Proudy IL, IC jsou při rezonanci Q-násobkem celkového proudu, činitele kvality PRO ke definován

Q=R/(ωrL)= ωrRC [-] (7.4)

Pro PRO lze sestrojit rezonanční křivku jako kmitočtovou závislost napětí na obvodu při konstantním proudu.

Schéma zapojení –

Pracovní postup –

1. Zapište hodnoty obvodových prvků PRO. Zapojte obvod podle schématu na obr. 7-2, použijte odpor R1.

2. Na nf milivoltmetru nastavte rozsah 300mV, na generátoru zvolte harmonické napětí s prvním z daných kmitočtů a efektivní hodnotu výstupního napětí 300mVrms. Plynulou změnou kmitočtu generátoru najděte rezonanční kmitočet PRO, kdy napětí ULC dosahuje maxima, a zapište si do tabulky 7-2 hodnotu fr. Na rezonančním kmitočtu nastavte výstupní napětí generátoru tak, aby napětí ULC dosáhlo 300mV. Do tabulky 7-1 zapište nastavenou hodnotu napětí generátoru UG. Toto napětí během měření s odporem R1 neměňte.

3. Na generátoru nastavte první kmitočet ze zadaných hodnot, změřte efektivní napětí ULC a zapište je do tabulky 7-1. Poznámka: Podle potřeby přepínejte rozsah nf milivoltmetru, napětí odečítejte na příslušné stupnici. Pokračujte měřením pro další kmitočty.

4. Postup b), c) opakujte pro odpory R2 a R3.

Použité přístroje a přípravky –

• Přípravek PRO

• Funkční generátor HP 33120A

• nf milivoltmetr BM 512

Naměřené a dopočítané hodnoty –

Tabulka 7-1: Závislost ULC na kmitočtu pro různé hodnoty odporu.

f kHz 30 33 35 37 38 39 39,5 40 40,5 41 42 43 44 46 48 50 (R1) mV 12,6 19,2 27,3 45 66 102 150 240 291 192 100 63 46 30 22 18 ULC (R2) mV 25,8 42 59 96 123 186 234 285 300 264 171 117 98 65 49 39 (R3) mV 60 88 111 165 207 258 279 297 299 291 249 204 168 123 96 78 Pozn. UG1= 1,05 V UG2= 0,492 V UG3= 0,390 V

Z hodnot v tabulce 7-1 sestrojte graf rezonanční křivky ULC=f(f) pro všechny tři odpory. V grafu vyznačte pro všechny tři křivky rezonanční kmitočet fr a mezní kmitočty pro pokles o 3 dB (na ULCmax/√2). S využitím vytahu (6.6) určete šířky pásma B a činitele jakosti Q. Hodnoty zapište do tabulky 7-2. Podle hodnot prvků obvodu určete teoretické hodnoty fr (7.3), Q (7.5) a B (6.6).

Q=Rr’√(C/L), Rr’=( RrR)/( Rr+R), Rr=L/(CRL) [-] (7.5)